简析真空过滤机真空度低之原因

来源：发布时间：2014-07-24 11:30:41点击率：

本文从工厂设备更新改造更换真空过滤机后，出现的过滤机真空度低，处理量上不去，制约生产，这一问题出发，通过对设备系统的分析，提出相应的解决方案，缓解了制约生产的矛盾，取得了良好的经济效益。

关键词：真空过滤机真空度  真空泵

1 真空过滤机的工作原理及结构
    圆盘式真空过滤机主要用于选煤厂中的浮选精煤的过滤脱水。真空过滤机是依靠真空作为脱水的推动力的。在过滤过程中，液体的运动通常看成是沿管的层流运动。但是，过滤介质和滤饼的孔隙度和弯曲度的变化很大，滤液的流动比液体在理想的毛细管中运动要复杂得多。在任一瞬间，滤液透过过滤表面的体积与过滤表面的面积及其两边的压力差成正比。若面积增加一倍，滤液的流量亦增加一倍，当压力差增大一倍时，滤液的流量也增大一倍，但是液体的粘度和它的流动阻力，却要使滤液的流速降低，从而
降低滤液的流量。因此，滤液透过过滤表面的体积又反比于液体的粘度和过滤的阻力。在过滤中，滤液渡过过滤表面时，要经过多孔隔膜及其上面的滤饼层，所以，过滤阻力包括滤饼和隔膜（又称过滤介质）的阻力。

    将上面的分析用公式表示，则为：


    P为过滤表面两边的压力差，Pa；

    μ为液体的粘度，Pa·s；

    R为滤饼的阻力，L/m；

    Y为过滤介质（隔膜）的阻力，L/m；

    K为比例常数。

    在过滤机正常工作时，滤饼的阻力比过滤介质的阻力要大好几倍。滤饼的阻力取决于它的厚度和性质（粒度、孔隙度和凝胶性物质含量等）。在过滤过程中，滤饼的厚度是逐渐增长的，它决定于单位面积所通过的滤液量和煤浆中的固体含量，而滤饼的性质也影响着液体流动的难易程度。

    盘式真空过滤机的过滤器是由若干个扇形过滤板组成。扇形过滤板用滤布包覆，并固定在空心轴上，空心轴上的滤液孔与滤板空腔相通，轴端与过滤机的分配头相接，分配头起抽气和吹气等换气作用。下图是圆盘式真空过滤机的工作原理图。过滤板放在槽体中，槽中煤浆的液面在空心轴的轴线以下，过滤板顺时针转动，依次经过过滤区（Ⅰ）干燥区（Ⅱ）和滤饼脱落区（Ⅴ）。当过滤板处在过滤区时，它与真空泵相连接，在真空泵的抽气作用下，煤浆附在滤布的表面上，并进行过滤，当过滤板处在干燥区时，它仍与真空泵相连，由于这时过滤板已离开煤浆，所以，其抽气作用只是让空气通过滤饼，将孔隙中的水分带走，使之进一步脱水；在过滤板处于滤饼脱落区时，它转而与鼓风机相连，利用吹风将滤板上的滤饼吹下。在这三个工作区的中间，均有过渡区（Ⅱ、Ⅳ、Ⅵ），过渡区是死带，其作用是防止过滤板从一个工作区转入另一个工作区时互相串气。如果出现串气，过滤效果会大大降低。过滤区应当有适当的大小。

2 真空度低原因分析

    真空过滤机依靠真空作为脱水的推动力。真空度的高低直接影响过滤机的生产能力、产品水分和滤液中的固体含量。真空度越高，处理量越大，滤饼的水分也越低。但过高的真空度，容易使滤液中固体含量增大，影响过滤效果。真空过滤机在处理浮选精煤时，一般真空度应在0.050.067Mpa之间。

    工厂设备更新改造将429#真空过滤机由PG116-12型更换为GPY-120型后，设备系统的真空度一直处于比较低的水平，处理量上不去，影响正常生产。真空度低的原因比较复杂，与煤饼的结构、入料浓度、过滤操作、真空过滤机漏气、管路系统、真空泵的工作状态等均有密切关系。以下仅从系统及设备方面作分析。

    2.1 系统存在泄漏，使真空度降低。主要表现在
    （1）过滤机、真空泵到汽水分离器之间的真空管路、滤液管路法兰接口处及阀门密封不严产生泄漏。

    （2）二级过滤系统两汽水分离器之间管路产生泄漏。

    （3）过滤机内矿浆操作液位低于空心轴，致使在过滤机空心轴处漏气。

    （4）过滤机扇片与空心轴接口处密封不严产生漏气。

    （5）滤布损坏产生漏气。

    （6）分配头胶管两端没有卡紧产生漏气。

    （7）分配头摩擦盘间磨合的密闭性差产生漏气。

    （8）过滤机大轴串风，使真空度降低。

2.2 真空过滤机型号改变，需气量增加而真空泵未更新使真空度上不去
    （1）PG116-12与GPY-120真空过滤机的设备特点：

    （2）PG116-12与GPY-120真空过滤机各区配气图分析

    GPY-1真空过滤机的干燥区为140度，比PG116真空过滤机的82度，增加了58度，增加了近70%。因此，过滤机在同样的转速下，气耗量也势必有大幅度的增加。致使系统真空度提高不上去。

    （3）PG116-12与GPY-120真空过滤机滤扇结构不同，需气量有差异。

    GPY-120真空过滤机采用变腔式滤扇，它主要目的是提高滤饼的脱落率。工作原理是借助于柔性滤条在真空区和卸料区产生的位移实现滤饼的自行脱落的。然而由于我厂浮选精煤粒度细，泥质物含量多，滤饼粘性大，饼厚小。脱饼效果明显偏低。实践证明，变腔式滤扇对本厂的过滤物料性质适应性欠佳。

    另一方面，由于变腔滤扇上滤饼厚度小，使得滤饼阻力变小，相对气耗量也要加大，也影响了真空度的提高。

    2.3 真空泵已使用20余年，设备老化，技术性能降低

    2YK-110水环式真空泵的性能曲线如图4所示。

    现在使用的2YK-110水环式真空泵是82年投产时安装使用的，距今已有20余年。其性能变差主要表现在：

    （1）叶轮与分配器、叶轮与前后盖间隙增大，影响真空泵性能。使 P-S曲线整体下移。

    （2）水质差，易生成水垢附着在叶轮片及分配器表面上，影响真空泵性能，引起抽气量减少，功率增大。

    （3）补水量的多少，对于真空度、排气量及轴功率影响很大。原则上应按随着排气不得已排出水的数量给予补给水量。一般为3121114m/h。

    （4）真空泵的密封效果变差。

    （5）填料处漏气。

    （6）泵内水环温度高。

    （7）2005年2月4日观测的一组数据如表2。

    从表2可知：真空泵的真空度可以达到0.05Mpa，但功率消耗增长较大。

3 结语
    通过上述对系统以及设备的分析，以及根据对429#使用以来的观察。真空度低的原因主要有：

    （1）工厂特殊的煤质，致使真空过滤机滤饼层薄，气耗量增大，真空度上不去。

    （2）由于系统泄漏再加上GPY-120过滤机的结构决定了需要使用较大的气耗量，原有的真空泵性能有所降低，气耗量不能满足要求，所以真空度上不去。

4 采取措施
    在目前现有设备的状况下：

    （1）必须加强对过滤机的检修、维护，确保过滤机系统不漏风。

    （2）加强对真空泵的检修、维护，改善设备的运行状况。

    （3）加强岗位司机的操作，使真空过滤机系统在一个相对较好的工作点上运行，以满足生产的需要。

    （4）将变腔式滤扇更换为原来使用的铸铝滤扇。

    （5）从长远的观点来看，针对工厂煤质的状况，应积极通过调研，选择更为先进、可靠、节能的设备对浮选精煤进行脱水处理。

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